1、 升降杆轴承座的夹具工艺规程及夹具设计 - 1 - 目 录 一 、 零 件 的 分 析 1 （一）零件的作用 1 （二）零件的工艺分析 1 二 、 工 艺 规 程 设 计 2 （一 ) 确 定 毛 坯 的 制 造 形 式 2 （二）基面的选择 2 （三）制定工艺路线 2 （ 四 ） 机 械 加 工 余 量 、 工 序 尺 寸 及 毛 皮 尺 寸 的 确 定 4 （五）确立切削用量及基本工时 5 三、夹具设计 13 （一）问题的提出 13 （二）卡具设计 13 （三） 夹具零件 14 四 、 设 计 体 会 17 五 、 参 考 文 献 18 - 2 - 序 言 机械制造技术基础课程设计是在学完
2、了大学的全部基础课 、 技术基础课以及大部分专业课之后进行的 .是进行毕业设计之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习 ,也是一次理论联系实际的训练 ,因此 ,它在我们四年的大学生活中占有重要的地位。 希望能通过这次课程设计对我们未来将从事的工作进行一次适应性训练，从中锻炼我们的分析问题 、 解决问题的能力，为今后参加工作打下一个良好的基础。 一 、 零件的分析 （一） 零件的作用 题目所给的零件是升降杆的支承部件 升降杆轴承座。该零件适用范围广，主要用于支承轴类的零件。使轴类零件能获得所需的同轴度和很高的回转精度，能保证运动的可靠性。 （二） 零件的工艺分析 轴承座有三组加工表面，并有一定
3、位置要求，其中尺寸要求较高的有： 具体 分述如下： 这一组加工表面包括：一个 82mm 110mm 的矩形表面及长宽各为 50mm 深度为 2mm 的矩形槽。其中，主要加工表面为 82mm 110mm 的矩形表面。 2. 以 82mm 110mm 的矩形表面 加工表面 这一组加工表面包括：两个 78 圆柱的左右表面及表面外的螺纹孔；两个 0.046052 圆柱的内表面；两圆柱上的两个孔。 这两组加工表面之间有着一定位置要求，主要是： 两个 孔相对底平面之间的平行度公差为 0.12。 由以上分析可知，对于这几组加工表面而言，加工时可以先加工下表面，然后以下表面为粗基准，借助于专用夹具加工其它组的
4、表面。 二 、 工艺规程设计 (一 )确定毛坯的制造形式 零件材料为 HT200，零件为升降杆轴承座。主要是支撑轴在工作时承受轴的轴向力和径向力。由于轴在工作中比较 平稳，所以轴承座所受的其它冲击力较小，由于升降杆轴承座在机械工作中应用比较广泛，属于大批量生产，零件结构又比较简单，故选择铸件毛坯。 （二）基面的选择 - 3 - 基面选择是工艺规程设计中的重要工作之一。基面选择得正确与合理可以使加工质量得到保证，生产率得以提高。否则，加工工艺过程中回问题百出，更有甚者，还会造成零件的大批报废，使生产无法正常进行。 （ 1）粗基准的选择。对于一般的轴类零件而言，以外圆作为粗基准是完全合理的。但对本
5、零件来说，如果以 78 外圆表面作基准，则可 能这一组的表面不平行。按照有关粗基准的选择原则，以 52 为粗基准，利用一组圆锥销固定内表面作为定位面，以消除 x 、 y 、 Z 、 x 、 y 、五个自由度，在用一个销钉顶住肋板，消除 z 一个自由度，达到完全定位。 （ 2）精基准的选择。主要应该考虑基准重合的问题。当设计基准与工序基准不重合时，应该进行尺寸换算，这在以后还要专门计算，此处不再重复。 （三） 制定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状 、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为大批生产的条件下，可以考虑才用通用机床配以专用工夹具，并尽量使
6、工序集中来提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。 1.工艺路线方案一： 工序一 粗 、 精 铣轴承座尺寸 82mm 110mm 端面 及长宽各为 50mm，深度为 2mm 的矩形槽 。 工序二 钻底座的四个 13 的孔。 工序三 粗 、 精 铣轴承孔左右的两个表面，共四个。 工序四 粗 、 精 镗一对 尺寸为 52mm 的孔，然后锪孔，深度为 1mm。 工序五 粗 洗两个 15mm 的端面。 工序六 钻，扩 15mm 的孔，然后车螺纹 。 工序七 钻，扩 78 mm 两外面上的孔并车螺纹，各六个。 工序八 检查。 2.工艺 路线方案二 工序一 粗 、 精 铣轴承座尺
7、寸 82mm 110mm 端面 及长宽各为 50mm，深度为 2mm 的矩形槽。 工序二 粗 、 精 铣轴承孔左右的两个表面，共四个；并钻，扩 78 mm 两外面上的孔并车螺纹，各六个 。 工序三 粗 、 精 镗一对 尺寸为 52mm 的孔，然后锪孔，深度为 1mm。 工序四 粗 洗两个 15mm 的端面，并 钻，扩 15mm 的孔，然后车螺纹 。 工序五 钻底座的四个 13 的孔。 工序六 检查。 上面工序加工效率较高，但同时洗平面并车螺纹工序比较复杂，不易实现通用机床。 3.工艺路线方案的比较与分析： 两种工艺路线方案都是一样的，只是加工工序不一样。在第二个方案中的工序二中 粗 、精 铣轴
8、承孔左右的两个表面，共四个；并钻，扩 78 mm 两外面上的孔并车螺纹，各六个。工序比较复杂 ，工艺性不好。而工艺方案一正好规避了这一个问题。并且装夹次数并没有增多，能得到很好的工艺性和较高的加工效率。所以，我最终确定了的工艺路线方案。 4. 最终确定的工艺路线方案 - 4 - 工序一 以 52mm 的内孔为粗基准，加工零件的底平面及底平面上的槽 。 工序二 以 52mm 的外表面为粗基准，加工零件底平面上的四个通孔。 工序三 以底平面为精基准，加工 78mm 孔左右的两个表面，共四个 。 工序四 以底平面为精基准，粗 、 精 镗一对 尺寸为 52mm 的孔，然后锪孔，深度为 1mm。 工序五
9、 以底平面为 精基准，粗 洗两个 15mm 的端面。 工序六 以底平面为基准，钻，车 6M 的 螺纹 。 工序七 以 52mm 的内孔为基准 ，钻，扩六个孔并车 6M 的螺纹 工序八 检查。 (四 ) 机械加工余量 、 工序尺寸及毛坯尺寸的确定 升降杆轴承座零件材料为 HT200，硬度 190-241HB，生产类型大批量，采用铸造毛坯。 据以上原始资料及加工路线，分别确定各加工表面的机械加工余量 、 工序尺寸 及毛坯尺寸如下： 1 轴承底座表面 考虑其长度为 82mm，宽 110mm，高 15mm。 查机械制造工艺设计简明手册表 (2.2-22.2-5)，（具体出版社和作者详见最后一页 参考书
10、目，以下不做注明。） ,取高度方向的余量为 4mm,即铸造尺寸长度为 84mm，宽度为 112mm，高度为 19mm.。 2 钻 13mm 的四个通孔 查机械制造工艺设计简明手册表 (2.2-22.2-5),取余量为 0.5mm 。 3. 铣两个 78 左右两端面，共四个。 参照 机械制造工艺设计简明手册表 2.3 21 确定工序尺寸及余量如下 : (从实际情况考虑取粗铣后双边余量为 0.5mm) 粗铣： 5mm 留余量为： 1mm (双边加工 ) 精铣： 0.5 mm 0mm 即铸造尺寸为 28mm。 4.镗 52 的孔 查机械制造工艺设计简明手册表 (2.2-22.2-5),取余量为 4m
11、m,既铸造尺寸就为 48mm。 参照 机械制造工艺设计简明手册表 2.3 15 确定工序尺寸及余量如下 : 镗刀 ,量具游标卡尺，及其它。 粗镗 2mm 留余量为： 2mm 半精镗 1mm 留余量为： 1mm 精镗 52046.00 mm 留余量为： 0mm 5.铣 15mm 圆台的上端面。 由于该表面没有要求，所以采用粗铣，即铸造尺寸为 3mm。 6车 6mm 的螺纹， 先钻 5mm 的孔，然后 进行车螺纹， 尺寸为 1mm。 车 78mm 两外端面 上的螺纹孔。 外端面各有 6 个且均部 ,要分两次才能完成 ,因为是两个对称面 ,所以加工余量相同 。- 5 - 先钻 5mm 的孔，然后 进
12、行车 螺纹， 尺寸为 1mm。 8. 检查。 （ 五）确立切削用量及基本工时 工序一 以 52mm 的内孔为粗基准，加工零件的底平面及底平面上的槽 。得到尺寸为高 15mm 的底平面和深 2mm的槽，平面度误差为 Ra6.3。 1. 加工条件 工件材料： HT200， HB=210，铣削加工。 加工要求：粗铣，半 精 铣 到尺寸 15mm,表面粗糙度为 a . 。 1. 工序尺寸：端面圆长 78mm。 2. 加工要求：以 52 为定位面用铣刀铣削余量 3mm，在半精铣，铣削余量为 1mm，达到粗糙度： a . 3. 选用机床： TX618 式卧式铣镗床 P 输 =5.5KW 4. 选用刀具：
13、YG8 硬质端铣刀、 D=250（根据加工而选表（ 21-35） Z=12） 5. 铣刀形状： 0 =5， 0 0 005 , 0 4 5 ( )Srak ， 查 表 21-25 6. 刀具寿命：查工艺师手册表 30-12 T=240mm 7、选择切削用量 （ 1）、决定切削速度 ap 由切削余量可知采用一次切削 ap=4mm （ 2）、切削进给量： 因为是粗铣采用较大进给量 af=0.36mm/2 （ 3）、切削速度： 由于是粗铣采用较小速度 v=52mm/min 计算主轴转速：0 1000 6 1 / m invnrd 按机床说明书见机械加工工艺师手册表 11 3可知道机床分 18 级 8
14、1000r/min 选主轴转速为 63r/min 所以实际速度为： 2 5 0 6 3 4 9 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dnvm 8、 检验机床功率 由以上切削量检验功率 由公式： - 6 - 5 0 . 9 0 . 7 405 0 . 7 4 0 . 7 4Pm = 2 .8 1 02 .8 1 0 0 .8 9 4 0 .3 6 6 3 2 5 0 1 25.1P p f ek a a a znkw 因为 PmPcc=2.6kw。故校验合格。 ）计算基本工时 已知 L=162， L2 =13， fmz =600（由查表取得） - 8 - L1 =0.5*d- )( 22
15、 pad +13=0.5*40 )240( 22 +13=20 查机械制造设计简明手册表 6.2-7 有公式 tm（ L+L1 +L2 ） / fmz =(162+20+3)/600=0.308 min. 工序四 、 以底平面为精基准，粗 、 精 镗一对 尺寸为 52mm 的孔，然后锪孔，深度为 1mm。 1、 加工要求：粗镗 52mm 轴孔，以底面为定位基准，根据机械制造技术基础表 5.8 内孔表面加工方案及其经济精度可得到：粗镗时其加工经济精度可达到 IT11IT13,表面粗糙度 Ra为 12.56.3。具体余量如下： 52- 48=4mm 2Z=4mm 单边余量 Z=2mm 由以上精度查
16、公差配合实用手册表 2 3 可以知道其 孔加工的上下偏差为： 48mm+4mm= 52046.00 mm（留 1mm 余量） 2、选用机床：查机械工艺师手册表 10 2 卧式镗床型号及技术参数选用 TX618 卧式铣镗床 p 输 =5.5kw 3、选用刀具：因为主轴上有阶梯孔，查机械工艺师手册选用 900单刃镗刀即可，这种镗刀适合镗阶梯孔还能镗削圆柱端面。 4、选择切削用量 决定切削深度 由切削余量可知道 ap=3.5mm （单边） 查机械工艺师手册表 29 14可知道粗镗时 ap=58mm，所以采用一次切削。 决定切削进给量 查机械工艺师手册表 30 26 工件是铸铁时，刀头是刀头时 af=
17、1mm 因为粗镗所以采用较大进给量 、决定切削速度 查机械工艺师手册表 30-26 工件是铸铁时，刀头是刀头时 v=40m/min 因为粗镗所以采用较小速度 计算主轴转速 80 1000vn d1000 4080 159r/min 按机床说明书见机械加工工艺师手册表 11 3可知道机床分 18 级 81000r/min 选主轴转速为 173r/min 所以实际速度为： - 9 - 7 9 1 7 3 4 3 / m i n1 0 0 0 1 0 0 0dnvm 计算各孔加工工时 12wm l l lt nf24 3 3173 1 =0.17min 1、加工要求：精镗 52mm 孔 1mm，以底
18、面为定位基准，根据机械制造技术基础表 5.8内孔表面加工方案及其经济精度可得到：镗精时其加工经济精度可达到 IT7IT8,表面粗糙度 Ra为 3.21.6。 52- 51=1mm 2Z=1mm 单边余量 Z=0.5mm 由以上精度 查公差配合实用手册表 2 3 可以知道：其孔加工的上下偏差为： 51mm+1mm= 52046.00 mm 2、选用机床：查机械工艺师手册表 10 2 卧式镗床型号及技术参数选用 TX618 卧式铣镗床 p 输 =5.5kw 3、选用刀具：查机械工艺师手册选用 900单刃镗刀即可，能镗削圆柱端面，使圆 柱端面达到相应精度。 4、选择切削用量 决定切削深度 由切削余量可知道 ap=1mm 查机械工艺师手册表 29 14可知道精镗采用一次切削。 决定切削进给量 查机械工 艺师手册表 30 26 工件是铸铁时，刀头是刀头时 af=0.3mm 因为精镗所以采用较小进给量 、决定切削速度 查机械工艺师手册表 30-26 工件是铸铁时，刀头是刀头时 v=60m/min 因为精镗所以采用较大速度 计算主轴转速 90 1000vn d1000 6090 212r/min 按机床说明书见 机械加工工艺师手册表 11 3可知道机床分 18 级 81000r/min 选主轴转速为 228r/min 所以实际速度为：
